Laufwasserkraft - einfach erklärt

Wasserkraft liefert rund 60 Prozent der in der Schweiz produzierten Energie. Das ist gut, denn Strom aus Wasserkraft ist erneuerbar, einheimisch, zuverlässig und klimafreundlich (CO2-frei). Rund die Hälfte der Wasserkraft stammt aus Kraftwerken an Flüssen und Bächen – also aus Laufwasserkraftwerken. Sie werden je nach Grösse und Produktionsart in verschiedene Kategorien eingeteilt. Welche das sind – und wie Wasserkraftwerke funktionieren, erfahren Sie hier.

Die Wasserkraft zählt zu den erneuerbaren Energien. Das fliessende Wasser (kinetische Energie) wird über eine Turbine geleitet (mechanische Energie), die einen Generator antreibt, wo sie dann in Strom (elektrische Energie) umgewandelt wird.

Wie Laufwasserkraftwerke genau funktionieren, kann man auch hier in unserem Dossier Energiewissen anhand von Grafiken und Videos nachlesen und nachschauen (Wasserkraft A-Z).

Laufwasserkraftwerke sind an Flüssen gebaut und nutzen die Energie des über ein Gefälle fliessenden Wassers. Meist sind das zwar nur einige Meter, da aber mehrere hundert Tonnen Wasser pro Sekunde hinunterfließen können, verfügen Laufwasserkraftwerke durchaus über eine grosse, mehrere Megawatt (MW) starke Leistung. 

Strom für 70'000 Haushalte

Ein Beispiel: Das Axpo Kraftwerk Eglisau-Glattfelden verfügt über eine Fallhöhe von maximal elf Metern. Bei einem Durchfluss von 500 m³/s strömen also rund 500 Tonnen Wasser in der Sekunde (ein Qubikmeter Wasser hat knapp die Masse einer Tonne) durch die sieben neuen Kaplan-Turbinen, die zusammen über eine Leistung von 43,4 MW verfügen und jährlich im Mittel 310 GWh Strom produzieren. Das reicht für die Versorgung von knapp 70‘000 Haushalten mit einem durchschnittlichen Stromverbrauch von 4500 kWh.

Durch die gleichmäßige Fließgeschwindigkeit von Flüssen ist die Leistung auch durchgehend konstant, das heisst Wasserkraftwerke liefern rund um die Uhr 24/7 zuverlässige Bandenergie, die jedoch saisonalen Schwankungen unterliegt. Grundsätzlich gilt: Die effektive Jahresproduktion aller Wasserkraftwerke schwankt je nach Niederschlägen, Abflüssen und (Speicher-)Bewirtschaftung plus/minus 20 Prozent.

In der Schweiz werden vor allem die Flüsse Aare, Reuss und Rhein intensiv zur Produktion von Strom aus Wasserkraft genutzt. Allein am Hochrhein zwischen Schaffhausen und Birsfelden (BL) produzieren elf Laufwasserkraftwerke mit einer installierten Leistung von rund 830 MW im Schnitt rund 5 TWh Strom im Jahr. Insgesamt stehen in der Schweiz in Laufwasserkraftwerken 4132 MW Leistung bereit, um jährlich rund 17'800 GWh Strom zu produzieren.

Gross und klein, Nieder- und Hochdruck

Bei den Laufwasserkraftwerken unterscheidet man in Grosswasserkraft (mehr als 10 MW Leistung) und in Kleinwasserkraft (siehe auch Energiewissen/Wasserkraft A-Z). 

Dazu werden die Kraftwerke auch nach dem Gefälle unterschieden, welches sie nutzen können. Denn je mehr Gefälle zur Verfügung steht, desto grösser ist der Druck, mit dem das Wasser die Turbinen antreibt. Deshalb gibt es Niederdruck- (Gefälle bis 15 Meter), Mitteldruck- (bis 400 Meter) und Hochdruckkraftwerke. 

Bei der Laufwasserkraft dominieren die Niederdruckkraftwerke. So gehört etwa das Axpo Kraftwerk Eglisau-Glattfelden mit seinem Nutzgefälle von elf Metern in diese Kategorie. Und auch das Kraftwerk Rheinau AG, an dem Axpo mit 50 Prozent beteiligt ist. Das genutzte Gefälle beträgt dort rund 10,5 Meter, die Turbinen können eine Wassermenge von 400m3/s verarbeiten, haben eine Leistung von 37 MW und produzieren durchschnittlich 244 GWh Strom.

Es gibt aber auch Hochdruck-Laufkraftwerke im Portfolio von Axpo, wie das Kraftwerk Fätschbach. Es befindet sich im südlichen Glarnerland in der Gemeinde Linthal. Es nutzt das Wasser des Fätschbachs aus der Region Urnerboden, wobei das verfügbare Wasserangebot praktisch ohne nennenswerte Zwischenspeicherung kontinuierlich zur Stromproduktion genutzt wird. Das Wasser wird in einem 10 ‘000 m3 grossen Ausgleichbecken gesammelt und fliesst dort durch eine 3,2 Kilometer langen Druckstollen und eine 1,1 Kilometer lange Druckleitung über ein nutzbares Gefälle von rund 578 Metern auf zwei Turbinen mit einer Leistung von 15 MW. So werden rund 80 GWh Strom produziert, wovon drei Viertel im Sommerhalbjahr.

Axpo: Grösste Schweizer Wasserkraftproduzentin

Übrigens, wussten Sie, dass Axpo die grösste Schweizer Wasserkraftproduzentin ist. Die jährliche Produktion aller Kraftwerke (Laufwasser, Speicher, Pumpspeicherwerke) welche Axpo und ihre Tochtergesellschaften besitzen oder mitbesitzen, liegt bei einer Energiemenge von rund 7,7 TWh.

Mehr Infos zum Thema Wasserkraft finden sie auch in diesem Video: